突发事件冲击下产学研协同创新策略研究

许为强,支含年,徐 源

(1.江苏科技大学 科学技术研究院,镇江 212003) (2.江苏科技大学 经济管理学院,镇江 212100)

突发事件包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件等.突发事件持续时间长、影响范围广,尤其是伤害性和不确定性给全球各国的经济发展带来严峻的挑战,也严重影响着企业、机构、人民等微观活动[1].以“新型冠状病毒”为代表的全球突发事件使得作为创新实践引擎的产学研合作遭受严重阻碍,疫情期间科研人员的工作时间整体下降5%[1],且科研项目立项比例下降36%,甚至有的产学研项目因资金困境难以继续开展.

目前,学界对协同创新中的知识协同、创新策略与路径及创新机制等方面的研究已取得了丰富的成果[3-6].其中,文献[4]在Nash非合作、Stackelberg主从博弈、协同合作3种博弈模式下建立微分对策模型研究产学研协同创新下企业和高校的知识共享问题,并对协同创新中知识共享的演化路径进行了对比分析;文献[5]构建了政府引导、高校牵头、企业参与的协同创新三方演化博弈模型,分析了政产学研三方在协同创新过程中的策略选择;然而,鲜有学者对突发事件冲击下产学研协同创新策略问题进行深入研究.

在本世纪突发事件频发的背景下,国内外众多学者以“新型冠状病毒”为代表,已经积极研究了突发事件对金融市场、供应链、企业、员工等的影响及应对措施.文献[7]基于前沿的因子增广向量自回归模型考察了重大突发公共卫生事件对我国宏观经济与金融市场的冲击影响,提出了应对机制与防范对策;文献[8]基于系统动力学模型和嫡值法评估“新型冠状病毒”对全球节能供应链造成的影响;文献[9]研究发现新型冠状病毒的流行对全球的企业产生了重大影响,它降低了市场需求,阻碍了企业生产、运营等活动,给企业经营带来压力.但仍缺乏关于突发事件对产学研合作的影响及应对措施的研究.国内外学者常将具有危害性和不确定性等特征的突发事件看作一种风险,在产学研协同创新过程中,由于突发事件的冲击降低了市场需求、员工及科研人员的工作效率,这会导致企业和高校产生风险规避行为,减少协同创新的资源与要素投入,无论是对高校的技术创新活动还是对企业的创新成果产业化活动都会造成严重的阻碍.因此,研究产学研在协同创新中如何有效应对突发事件带来的冲击具有重要的学术意义和现实价值.

鉴于此,在面对持续时间长、影响范围广的突发事件的冲击时,文中考虑企业和高校的风险规避行为,建立企业和高校的协同创新合作博弈模型,探讨突发事件冲击下产学研的风险规避行为对协同创新的影响,研究突发事件冲击下产学研如何有效保障及更好的进行协同创新活动.

1 合作博弈的基本假设与模型构建

在类似新冠疫情这类持续时间长、影响范围广的突发事件的冲击下,从风险规避视角出发研究企业和高校协同创新策略问题,为构建模型不失一般性地做出假设:

假设1:博弈主体.在企业和高校协同创新过程中,博弈主体为企业和高校.假定企业为博弈方1,高校为博弈方2.文中研究无偏好情形下企业和高校在突发事件冲击下合作创新策略演化.假设双方均为有限理性主体,即在进行策略选择时均考虑自身利益最大化.

假设2:策略选择.在产学研协同创新过程中,企业与高校均有合作、不合作两种策略可以选择.企业合作的概率为x,则不合作的概率为1-x;高校合作的概率为y,则不合作的概率为1-y.(x,y∈[0,1])

假设4:协同创新成本.用C1表示企业的协同创新成本,用C2表示高校的协同创新成本,主要为双方在协同创新时研发投入、市场化投入、信息交流、表达过程中产生的各种费用.

假设5:违约惩罚.在产学研协同创新过程中,当企业和高校中有一方不合作(即不进行研发或不对研发成果进行产业化)时,最终的合作产出为零.且采取合作策略的一方需承担自身因采取合作策略而付出的合作成本;而采取不合作策略的一方却无任何损失.因此,企业和高校事先签订合作合同,退出合作(即采取不合作策略)的一方要向采取合作策略的一方支付违约金Si(i=1,2).

(1)

基于以上假设,可得企业和高校的支付矩阵如表1.

表1 企业和高校的支付矩阵

2 模型求解及稳定性分析

2.1 演化稳定策略求解

企业的动态复制方程为:

(2)

高校的动态复制方程为:

(3)

对双方的复制动态方程分别求关于x、y的偏导:

(4)

(5)

(6)

(7)

由此,可得企业和高校合作演化博弈的雅可比矩阵为:

2.2 企业、高校策略演化稳定性分析

(1) 企业的策略演化稳定性分析

对企业的复制动态方程求关于x的偏导可得:

(8)

命题1x的概率随着y的增大而增大,即高校采取合作策略的意愿越强,企业越倾向于采取合作策略.

命题2阈值y0随着企业合作收益分配系数λ、企业的违约金S1以及高校的违约金S2的增大而减少,阈值y0越小,y0

证明由命题1,对y0分别求关于λ、S1、S2、ρ1、σ1的一阶偏导可得:

命题2表明,当企业和高校的协同创新过程受到突发事件冲击时,企业面对的不确定性因素越大、应对突发事件的能力越弱,企业越不愿意采取合作策略;此时,为了能够让企业和高校的合作创新顺利进行,增大企业的合作收益分配系数、增加企业和高校的违约金金额都是切实有效的途径.

(2) 高校的策略演化稳定性分析

对高校的复制动态方程求关于y的偏导可得:

(9)

命题3y的概率随着x的增大而增大,即企业采取合作策略的意愿越强,高校越倾向于采取合作策略.

命题4阈值x0随着企业的违约金S1以及高校违约金S2的增大而减少,阈值x0越小,x0

证明由命题1,对x0分别求关于λ、S1、S2、ρ2、σ2的一阶偏导可得:

命题4表明,当企业和高校的协同创新过程受到突发事件冲击时,高校面对的不确定性因素越大、应对突发事件的能力越弱,高校越不愿意采取合作策略;此时,为了能够让企业和高校的合作创新顺利进行,减小企业的合作收益分配系数、增加企业和高校的违约金金额是切实有效的途径.

2.3 均衡点的稳定性分析

先对均衡点E1(0,0)进行分析,此时的雅可比矩阵为:

表2 各均衡点的行列式和迹

根据各均衡点雅可比矩阵的行列式和迹,可得到各均衡点的稳定条件如表3.

表3 各均衡点的稳定条件

对以上各均衡稳定点进行分析,可得:

3 数值分析

运用Matlab进行数值仿真模拟,以便于更加直观地呈现出面对突发事件冲击时企业与高校的协同创新行为策略的演化过程与规律.通过改变模型中各参数的取值,模拟双方协同创新策略的变化,分析合作收益分配系数、风险规避度、违约金金额以及不确定性因素对于双方协同创新行为策略的影响.

在Matlab进行仿真模拟之前,参考文献[10]对各参数进行赋值,如表4.

表4 参数仿真赋值

(1) 合作收益分配系数对协同创新策略的影响

图1为在不改变其余参数值的情况下,企业和高校协同创新后的企业合作收益分配系数λ变化对于产学研协同创新策略影响的仿真.

图1 企业合作收益分配系数对协同创新策略的影响

由对图1的分析可以得知,在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业的合作创新收益分配系数λ存在两个临界值,分别位于0.6～0.65以及0.4～0.45.当企业合作收益分配系数小于0.4～0.45的临界值时,高校的合作意愿在最开始会先有一段大幅度的上升,但是由于企业所获得的合作创新收益小于其预期收益进而采取“不合作”策略,随着企业的合作意愿不断降低,一段时间之后高校的合作意愿也随之下降,最终双方的协同创新策略稳定于(0,0)点,即“不合作,不合作”策略;当企业的合作收益分配系数大于0.60～0.65的临界值时,企业的合作意愿在最开始会先有一段大幅度的上升,但是由于高校所获得的合作创新收益小于其预期收益,进而采取“不合作”策略,随着高校的合作意愿不断降低,一段时间之后企业的合作意愿也随之下降,最终双方的协同创新策略稳定于(0,0)点,即“不合作,不合作”策略;当企业的合作收益分配系数位于两个临界值之间时,企业和高校所获得的合作创新收益均达到了自身的期望收益,双方的协同创新策略最终稳定于“合作,合作”.

由仿真结果可以得到:在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业的合作创新收益分配系数对企业和高校的协同创新策略有显著影响,企业的合作创新收益分配系数落在合理区间时即两个临界值之间,企业和高校协同创新的意愿就越强.

(2) 风险规避度对协同创新策略的影响

图2、3为在不改变其余参数值的情况下,企业和高校在协同创新过程中的风险规避度ρ1、ρ2变化对于产学研协同创新策略影响的仿真.

图2 企业风险规避度对协同创新策略的影响

图3 高校风险规避度对协同创新策略的影响

由对图2、3的分析可以得知,在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业和高校的风险规避度ρ1、ρ2都存在临界值,均位于4～4.5.

当企业(高校)的风险规避度小于4～4.5的临界值时,企业(高校)的合作意愿在最开始会先有一段小幅度的下降,但是随着高校(企业)的合作意愿不断增大,一段时间之后企业(高校)的合作意愿也随之上升,最终双方的协同创新策略稳定于(1,1)点,即“合作,合作”策略;当企业(高校)的风险规避度大于4～4.5的临界值时,高校(企业)的合作意愿在最开始会先有一段小幅度的上升,但是随着企业(高校)的合作意愿不断减小,一段时间之后高校(企业)的合作意愿也随之下降,最终双方的协同创新策略稳定于(0,0)点,即“不合作,不合作”策略.

由仿真结果可以得到:在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业和高校的风险规避度对企业和高校的协同创新策略影响较大,企业和高校的风险规避度越大,企业和高校协同创新的意愿就越弱.

(3) 不确定性因素对协同创新策略的影响

图4、5在不改变其余参数值的情况下,企业和高校在协同创新过程中的不确定性因素σ1、σ2变化对于产学研协同创新策略影响的仿真.

图4 企业不确定性因素对协同创新策略的影响

图5 高校不确定性因素对协同创新策略的影响

由对图4、5的分析可以得知,在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业和高校的不确定性因素σ1、σ2都存在临界值,均位于4～4.5.当企业(高校)的不确定性因素小于4～4.5的临界值时,企业(高校)的合作意愿在最开始会先有一段小幅度的下降,但是随着高校(企业)的合作意愿不断增大,一段时间之后企业(高校)的合作意愿也随之上升,最终双方的协同创新策略稳定于(1,1)点,即“合作,合作”策略;当企业(高校)的不确定性因素大于4～4.5的临界值时,高校(企业)的合作意愿在最开始会先有一段小幅度的上升,但是随着企业(高校)的合作意愿不断减小,一段时间之后高校(企业)的合作意愿也随之下降,最终双方的协同创新策略稳定于(0,0)点,即“不合作,不合作”策略.

由仿真结果可以得到:在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业和高校面对的不确定性因素对企业和高校的协同创新策略有较大影响,企业和高校的不确定性因素越大,企业和高校协同创新的意愿就越弱.

(4) 违约金金额对协同创新策略的影响

图6、7在不改变其余参数值的情况下,企业和高校的违约金金额S1、S2变化对于产学研协同创新策略影响的仿真.

图6 企业违约金金额对协同创新策略的影响

图7 高校违约金金额对协同创新策略的影响

由对图6、7的分析可以得知,在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业和高校的违约金金额S1、S2都存在临界值,分别位于10～10.5、6.5～7.当企业(高校)的违约金金额小于10～10.5(6.5～7)的临界值时,企业(高校)的合作意愿在最开始会先有一段小幅度的上升,但是随着高校(企业)的合作意愿不断下降,一段时间之后企业(高校)的合作意愿也随之下降,最终双方的协同创新策略稳定于(0,0)点,即“不合作,不合作”策略;当企业(高校)的违约金金额大于10～10.5(6.5～7)的临界值时,企业(高校)的合作意愿在最开始会先有一段小幅度的下降,但是随着高校(企业)的合作意愿不断增加,一段时间之后企业(高校)的合作意愿也随之上升,最终双方的协同创新策略稳定于(1,1)点,即“合作,合作”策略.

由仿真结果可以得到,在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,企业和高校面对的违约金金额对企业和高校的协同创新策略有较大影响,企业和高校的违约金金额越大,企业和高校协同创新的意愿就越强.

4 结论

(1) 高校与企业对于协同创新后的收益分配系数变化比较敏感.在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,当其中一方的合作收益分配系数过大或者过小时,双方的协同创新意愿都会逐渐下降,最终趋向于不合作策略,只有当双方的合作收益分配系数处于一个合理的区间范围内时,双方才会选择合作策略.因此,企业在确定与高校进行协同创新之前,要预先设置好合理的合作收益分配系数,不能只考虑自己获得的收益,而忽视了高校的利益诉求,或将造成合作破裂.

(2) 企业和高校的风险规避度的变化对双方协同创新策略的影响较大.在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,当企业的风险规避度大于临界值时,企业应对突发事件的能力越弱即应对突发事件时所花费的风险成本越大,企业的收益就相对越少,也越倾向于采取不合作策略;对于高校而言同样如此.即双方的风险规避度越小,双方协同创新的意愿越强.因此,企业在选择协同创新的伙伴时,应将对方的风险规避能力作为重要参考因素.

(3) 企业和高校面对的不确定性因素以及双方的违约金金额的变化对双方协同创新策略的有重要影响.在产学研协同创新过程中,面对突发事件的冲击时,当企业面对的不确定性因素越大,企业越倾向于采取不合作策略;企业所需支付的违约金越大,企业越倾向于采取合作策略;对于高校而言同样如此.因此,企业和高校协同创新中面对突发事件的冲击较大时,为保障合作创新的顺利进行,在事先签订的合作合同中,应当设定适当的违约金金额.